基于通信工程專業(yè)的EDA教學(xué)探討與實踐

于華楠，趙 睿，鄔春明，秦 力

(1.東北電力大學(xué)信息工程學(xué)院，吉林吉林132012;2.東北電力大學(xué)建筑工程學(xué)院，吉林吉林132012)

EDA(電子設(shè)計自動化)是將軟件仿真與硬件電路相結(jié)合的一門電子設(shè)計技術(shù)，它以VHDL、verilog等為硬件描述語言，以CPLD、FPGA等可編程邏輯芯片為載體，來實現(xiàn)復(fù)雜電子系統(tǒng)的設(shè)計。是現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的主流。

EDA是在學(xué)生具備了“數(shù)字電子”、“單片機技術(shù)”、“C語言”等知識的基礎(chǔ)上而開設(shè)的一門新興課程，該課程的最大特色就是實踐性強，對專業(yè)起著穿針引線的作用，能夠強化學(xué)生學(xué)以致用，是將知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的橋梁。因此在教學(xué)過程中必須突出“教為輔，學(xué)為主”，使學(xué)生能夠進入在實踐中加深理論知識，在理論指導(dǎo)下積極實踐的良性循環(huán)中。

EDA又是一門應(yīng)用很廣泛的課程，作為專業(yè)選修課，我校在通信工程、電氣工程、自動化、電子信息等專業(yè)均有開設(shè)，本人通過對通信專業(yè)該門課程的教學(xué)，以及和外專業(yè)教師的交流發(fā)現(xiàn)目前所面臨的問題是由于學(xué)時的限制，各專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容大致相同，均集中在硬件描述語言的講授和MUXPLUSⅡ軟件的應(yīng)用上，專業(yè)特色不明顯，學(xué)生不能有針對性的進行學(xué)習(xí)。因此，在遵循我校“一實兩創(chuàng)”人才培養(yǎng)模式的前提下，在該課程的教學(xué)過程中如何體現(xiàn)通信工程的專業(yè)特色是值得思考的問題。通過思考與實踐本文將從以下幾個方面進行改革。

1 提倡機房授課，做到少講多練

作為一門實踐性很強的課程，為學(xué)生提供訓(xùn)練的場所十分必要，信息工程學(xué)院有三個大機房，因此對于我院該課程的教學(xué)有著得天獨厚的優(yōu)勢，將教學(xué)地點設(shè)在機房可以保證學(xué)生人手一機，教學(xué)雙方可以做到邊講邊練，與在多媒體教室相比，教師在講解的過程中可以很快的發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題。

以vhdl硬件描述語言這一章為例，在多媒體教室中，教師只能從語法規(guī)則，設(shè)計思路來講解。為保證授課的連續(xù)性，內(nèi)容也特別多，即使學(xué)生能很好的記筆記，去通信實驗室做實驗時，部分同學(xué)也會忘記理論課上的學(xué)習(xí)內(nèi)容，做起實驗來頻繁出錯甚至不會做，導(dǎo)致一個實驗所花時問過長，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。這種理論與實踐時空分離的教學(xué)模式也極大影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而在機房授課則不然，教師可以直接切入主題，取一節(jié)課的精華進行30分鐘的講解，學(xué)生聽課注意力也會更加集中。然后利用60分鐘的時間進行實訓(xùn)，學(xué)生感到迷惑的地方可以通過教師一對一的指導(dǎo)加以解決。這樣，學(xué)生對EDA中軟件部分的知識能夠很好的消化，去實驗室進行實驗時將自己設(shè)計的程序帶去只需處理硬件電路的連接和測試即可，大大提高了學(xué)習(xí)的效率。

2 壓縮教材內(nèi)容，將通信系統(tǒng)的建模與設(shè)計引入教學(xué)中

在EDA傳統(tǒng)教學(xué)中，教師更多側(cè)重于VHDL語言要素的講解，比較依賴教材，面臨的一個問題是函數(shù)、過程這些知識點在現(xiàn)有的實訓(xùn)環(huán)境下應(yīng)用并不廣泛，在實際設(shè)計中更多應(yīng)用是進程描述，因此，應(yīng)著重講進程，略講函數(shù)及過程。在學(xué)時有限的情況下，節(jié)省出一部分時間將VHDL語言融入通信系統(tǒng)的建模與設(shè)計中，使得學(xué)生能夠利用EDA這門工具來解決通信工程專業(yè)的專業(yè)問題。

EDA的學(xué)習(xí)規(guī)律應(yīng)遵循認知——模仿——獨立設(shè)計這三步來進行，認知是指能夠讀懂別人的設(shè)計，對別人的設(shè)計成果進行驗證、測試。在學(xué)生掌握基本的VHDL語言要素后，為突出通信專業(yè)特色可將如HDB3、CMI等編譯碼程序作為實例讓學(xué)生進行閱讀。在課堂上幫助學(xué)生分析設(shè)計思路。課后作業(yè)讓學(xué)生進行模仿即在現(xiàn)有設(shè)計基礎(chǔ)上稍加改進形成新的設(shè)計或利用已經(jīng)測試通過的程序模塊構(gòu)成較為復(fù)雜的系統(tǒng)。在學(xué)生已具備熟練應(yīng)用EDA技術(shù)的能力時，讓學(xué)生獨立設(shè)計一些復(fù)雜通信模型，例如:MSK、QPSK調(diào)制解調(diào)器，同步復(fù)接器等等，達到了這門課程的最高要求。

此外，根據(jù)工具課的特點，在學(xué)生修完該門課程后，為了保證學(xué)習(xí)的連續(xù)性，授課教師可在大學(xué)生自主實踐項目、電子設(shè)計大賽、畢業(yè)設(shè)計中給學(xué)生立題，讓學(xué)生利用EDA技術(shù)進行通信系統(tǒng)模型的自行設(shè)計，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力，使學(xué)生能夠融會貫通，畢業(yè)到企業(yè)工作后后，能夠很快上手，提高競爭力。另一方面，教師通過指導(dǎo)學(xué)生，能夠?qū)嶋H操作所面臨的問題反饋到對下一屆學(xué)生的課堂教學(xué)中，豐富教學(xué)內(nèi)容。

3 改革考核方式，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

以試卷進行考核的方式更適合于理論課的教學(xué)，通過幾年來課程組教師的探索，認為這種方式對于EDA教學(xué)有并不適用，首先，一部分學(xué)生已習(xí)慣于考前突擊，在課堂上很容易“身在曹營心在漢”，注意力不集中，這門課程結(jié)束后，記住的僅僅是幾個操作符和硬件描述語言的語法規(guī)則。其次，對于學(xué)生興趣的培養(yǎng)，直觀性的動手實踐要比抽象性的試卷考核更為直接。由于該課程“實踐為主，重在應(yīng)用”這一特色，改革考核方式勢在必行。

(1)平時成績考核(20%)

平時成績包括三部分:①出勤率;②隨堂測驗;③課后作業(yè)。

(2)上機操作(40%)

授課教師將課堂所講例題、課后布置的作業(yè)做成題簽(一般是基礎(chǔ)性的設(shè)計)，考前讓學(xué)生隨機抽取，讓學(xué)生在1小時內(nèi)做完，并且不拘泥于形式，原理圖、VHDL語言、波形描述三種方法任意選擇，只要運行正確，即滿分。

(3)綜合設(shè)計(40%)

將學(xué)生按照學(xué)號進行分組，布置綜合性比較強的設(shè)計題目，最后以答辯的形式進行考核。

遵循上述考核方式，在授課之初就讓學(xué)生明確期末考核就是以機試、綜合設(shè)計來結(jié)束，學(xué)生就會自主進行實踐，動手頻率多了，有了小小成就感，漸漸就會對這門課產(chǎn)生興趣。并且在綜合設(shè)計上還能培養(yǎng)學(xué)生的團隊意識和協(xié)作精神，為以后進入企業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

總之，對于EDA課程的教學(xué)要本著“學(xué)為主，教為輔”的原則，讓這門課在通信工程專業(yè)能夠起到穿針引線的作用，讓學(xué)生通過EDA這個平臺能夠?qū)νㄐ殴こ逃忻鞔_的認識，提高其自身實踐能力，學(xué)以致用。

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